Luận văn thạc sĩ Cấp thoát nước: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lọc tự rửa cấp nước quy mô nhỏ

cho 1 thôn công suất 2m3/h Hình 1.6 Sơ đồ cụm xử lý nước dùng bể lắng lamen kết hợp bể lọc nhanh Hình 1.7 Sơ đồ cấp nước giếng với bể lọc Hình 1.8 Bé thu nước mạch lộ Hình 1.9 Hình ảnh c

VƯƠNG TRƯỜNG GIANG

NGHIÊN CỨU UNG DỤNG MÔ HÌNH LOC TỰ RUA CAP NƯỚC

QUY MÔ NHỎ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2013

'VƯƠNG TRƯỜNG GIANG

"NGHIÊN CỨU UNG DUNG MÔ HÌNH LOC TỰ RUA CAP NƯỚC

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình nghiên cứu, học viên đã nhận được sự giúp đỡ, động viên của

các thay cô giáo, các bạn bè vả đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn các thay cô.giáo trong bộ môn Cấp thoát nước, các thầy cô và các cán bộ của khoa Sau đại học.trường Đại Học Thủy lợi đã giúp đỡ tôi dé tôi có thể hoàn thành dé tai nghiên cứu

này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tran trọng nhất đến cô giáo hướng dẫn TS Đoàn Thu

Hà - Trưởng bộ môn Cấp thoát nước, khoa Kỹ thuật tài nguyên nước - Trường Đạihọc Thủy lợi, người đã hướng dẫn tôi tận tình, tỉ mi và có nhiều góp ý quý báu cho

tôi trong quá trình nghiên cứu.

Tôi xin cảm ơn tắt cả các bạn trong lớp Cao học Cấp thoát nước 19 CTN 2011

- 2013, cá đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận in nghiên cứu của minh,

Đo thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên dé tải nàykhông thé tránh khỏi những thiểu sót Tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp để

để tài nghiên cứu này được hoàn thiện hơn

AMột lần nữa, xin trân trọng cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

“Tên tôi là Vương Trường Giang, học viên cao học lớp 19CTN, chuyên ngành Cấp.thoát nước, khoá 2011-2013, Tôi xin cam đoạn luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu Ung dung

‘ma hình lọc tự ru cấp nước quy mô nhỏ'” là công trình nghiên cứu của riéng tôi Các số

liệu tính toán, kết quả nêu trong luận văn là trùng thực, không sao chép và chưa từng được ai công bd trong bit cứ công trình nào khác.

“Tác giả

Vuong Trường Giang

3 Mục dich của đề tài.

4 Đối tượng và phạm vi nghi

6 6 7 7

Da sở thực tiễn 9

9

cửa 9

4.1 Đối tượng nghiên cứu 9

4.2 Pham vi nghiên cứu 9

5 Giá tr khoa hoe và những đồng góp của đề ải 10

6.1 Phương pháp luận nghiền cứu 10 6.2 Thu thập tai liệu, số liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN V

QUY MÔ NHỊ

1.1 Ngun và tiêu chuẳn cấp nước quy mô nhỏ in

1.2 Các loại mô hình cấp nước quy mô nhỏ 4

1.2.1, Mộtsố mô hình cấp nước quy mô nhỏ sử dụng nguồn nước mưa 141.2.2 Một số mô hình xử lý nước quy mô nhỏ sử dụng nguồn nước mặt 171.2.3 Một số mô hình xử lý nước quy mô nhỏ sử dụng nguồn nước nga 261.3 So sánh các loại công nghệ lọc trong cấp nước quy mô nhỏ 331.4 Tổng quan về cấp nước ứng dụng công nghệ lọc tự rửa 341.4.1, Giới thiệu về công nghệ lọc tự rửa 351.5 Cơ sở lý thuyết bể lọc tự rửa 36

1.5.1 Ứng dụng công nghệ lọc tự rửa trên thé giới 39

1.5.2 Ứng dụng công nghệ lọc tự rửa ở 3o

CHUONG 2: NGHIÊN CỨU, ĐÈ XUẤT CÁC MÔ HÌNH UNG DỤNG LOC

Y RUA CHO CAP NƯỚC QUY MÔ NHỎ VÀ HỘ GIA ĐÌNH 32.1 Giới thiệu mô hình lọc tự rửa đề xuất 43

22 Đề xuất sơ đồ dây chuyén công nghệ ứng dung công nghệ lọ tnt rong

nước quy mô nhỏ 46 2.2.1, Dây chuyển công nghệ ứng dụng lọc tự rửa dùng nước mặt trong cấp, nước quy mô nhỏ 46

2.2.2 Day chuyên công nghệ ứng dụng lọc tự rửa dùng nước ngằm trong cấp

nước quy mô nhỏ 48 2.3 Pham vi dp dụng các loại mô hình sĩ

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ÁP DUNG MÔ HÌNH LOC TỰ RUA CHO CAPNƯỚC QUY MÔ NHỎ TAI DIA PHƯƠNG

3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, hiện trạng sử dụng nước của khu vực; 32

3.2 Để xuất áp dụng mô hình lọc tự rửa “ 3.3 Vận hành mé hình lọc tự rửa 6

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ eeeerrirreerrererer 64

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIET TAT

Kýhiệu Tiếng Anh “Tiếng Việt

SMEWW Standard Methods for the Các phương pháp chuẩn xét

Examination of Water and Waste - nghiệm nước và nước thải Water

USEPA United States Environmental Co quan bảo vệ môi trường

Protection Agency Hoa Kỳ

TCU True Color Unit đơn vị đo mau sie

NTU Nephelometrie Turbidity Unit Công nghệ bùn hoat tinh

Bảng 3.3 Cường độ rita lọc và thời gian rửa lọc

Bảng 3.4 Bảng tính vốn đầu tư cho hệ thống lọc tự rửa

DANH MỤC CÁC HÌNH VE, BIEU DO

.Các hình chương 1

Hình 1.1 Các loại phương tiện thu hay công trình thu, chứa và xứ lý nước Hình 1.2 Bể lọc chậm

Hình 1.3 Sơ đồ thu xử lý nước mặt

Hình 1.4 Sơ đồ xử lý nước dừng bình lọc áp lực đa cấp (ảnh áp dựng cấpnước cho một thôn công suất 3m3/h)

Hình 1.5 Sơ đồ xử lý nước dừng bình lắng lọc áp lực (ảnh ứng dung cấp nước

cho 1 thôn công suất 2m3/h)

Hình 1.6 Sơ đồ cụm xử lý nước dùng bể lắng lamen kết hợp bể lọc nhanh

Hình 1.7 Sơ đồ cấp nước giếng với bể lọc

Hình 1.8 Bé thu nước mạch lộ

Hình 1.9 Hình ảnh công trình xử lý nước ngằm sử dụng giản mưa trong xử lýnước ngầm cấp nước quy mô nhỏ

Hình 1.10 Sơ đồ dây chuyền thiết bị xử lý nước ngầm dùng tháp cao tải

Hình 1.11 Sự thay đổi tổn thất thủy lực theo bể day và theo thời gian lọc

Hình 1.12 Nguyên lý hình thành lọc tự rửa

Hình 1.13 Thiết bị LACASELLACY) cho trung tâm nhiệt điện

ENEL-LA.CASELLA lưu lượng 300m3/h

Hình 1.14 Thiết bị lọc tự rửa do Trung tâm Khoa học và Công nghệ Môi

trường thuộc Viện Khoa học kinh tế bảo hộ lao động (Tổng Liên đoàn lao

động Việt Nam) chế tạo

Hình 1.15 Cụm xử lý nước áp dụng công nghệ lọc tự rửa công suất

240m3/ngiy đêm tại huyện Điện Biên, tinh Điện Biên

Hình 1.16 Thiết bj hợp khối lắng lamen lọc tự rửa công suất 3.000 m3/ngđ

“Các hình chương 2

Hình 2.1 Sơ đồ mô hình đề xuất lọc tự rửa cấp nước quy mô nhỏ

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ ứng dụng lọc tự rửa dùng cho nước mặt

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ ứng dụng lọc tự rửa dùng cho nước ngim

Các hình chương 3

Hình 3.1 Vị trí tính Bắc Giang và xã Quang Châu

Hình 3.2 Sơ dé dây chuyền công nghệ đề xuất dùng thiết bị lọc ứng dụng lọc

tự rửa công suất 200 Vh dùng cho nước ngầm

MỞ ĐÀU

1 Sự cẦn thiết của đề tài

“Theo tổng kết của chương trình mục tiêu nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn quốc gia giai đoạn 2006-2010 Theo báo cáo của Bộ

NN&PTNT, đến cuối năm 2010, mục tiêu ip nước hợp vệ sinh cho người

dân nông thôn đã cơ bản đạt được Tổng số dân nông thôn được sử dung nướchợp vệ sinh là hơn 52 triệu người, tăng 13.2 triệu người so với cuối năm 2005;

tỷ lệ số hộ dân nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh là 83%, Hiện tại

còn khoảng 17% số hộ dân nông thôn còn chưa tiếp cận đến được ngi

nước sạch.

Theo chương trình mục tiêu quốc gia nước sạch và vệ sinh môi trường, nông thôn giai đoạn 3 (2011-2015) dé ra mục tiêu sẽ có 95% số dan nông thôn được sử dụng nước sinh hoạt hợp vệ sinh, trong đó 60% được sử dụng nước.

sạch đạt tiêu chuẩn của Bộ Y tế, với số lượng ít nhất là 60 liưngười/ngày

Chính vì vậy hiện nay trên các địa bin nông thôn ở Việt Nam rất nhiều khu vực và các hộ gia đình chưa tiếp cận được với nước sạch hợp vệ sinh vi

đang phải sử dụng các nguồn nước chưa qua các thiết bị xử lý hoặc sử dụng,

các thiết xử lý nước quy mô nhỏ hoặc các thiết bị lọc nước trong gia đỉnh.Các thiết bị xử lý nước quy mô nhỏ sau một thời gian sử dụng chất lượng

nước không còn đảm bảo do không dược bảo đường và vận hành đúng cách, các bể lọc thường xuyên bị tắc đo không dược rửa lọc đúng cách, hoặc thường xuyên phải thay cát lọc do các bể lọc chậm, hoặc dùng các bể lọc nhanh nhưng không được rửa lọc đúng quy trình.

Đã có một số công trình ứng dụng công nghệ lọc tự rửa, bể lọc không,

van ở một số công trình có quy vừa và nhỏ như dự án “Hoan thiện công nghệ.chế tạo và phát triển ứng dụng thiết bị lọc trọng lực tự rửa xử lý nước giếng

khoan quy mô nhỏ cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp” do Trung tâm Khoa

học và Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa học kinh tế bảo hộ lao động

(Tổng L n đoàn lao động Việt Nam) thực hiện đã áp dụng ở một số địa

phương áp dụng cho cấp nước tập trung , hay các công trình ứng dụng ở quy

mô lớn cấp nước cho các thành phố như nhà máy cắp nước Cẩm Giảng tỉnh.Hai Dương, nhà máy phân đạm DAP Hải Phòng nhưng các dự án hầu hết áp

dụng trong quy mô tập trung

Vì vay dé tài “Nghiên cứu Ứng dụng mô hình lọc tự rửa cấp nước

quy mô nhỏ” là vô cùng cần thiết đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một bộ phận

cđân cư trong giai đoạn hiện nay.

2 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài

2.1 Cơ sở khoa họ

Hiện nay ở các địa phương, các công nghệ được áp dụng trong cấp nước

quy mô nhỏ chủ yếu vẫn là hệ thống lọc chậm hoặc lọc nhanh trọng lực

truyền thống hoặc dùng lọc áp lực Trong quá trình vận hành bể lọc không

được chú trọng thường xuyên rửa lọc dẫn đến công trình xử lý hoạt động kémhiệu quả chất lượng nước đầu ra không đảm bao,

Bé lọc tự rửa là loại bể lọc tự chỉnh quá trình rửa lọc ma không cả

sự điều khiển của công nhân hay các thiết bị tự động phức tạp trong quá trình

lầm việc cũng như trong quá trình rửa lọc do đó nó không những giúp giảm chỉ phí vận hành ma còn nâng cao hiệu quả làm việc của trạm xử lý.

"Những tồn tại của bé lọc ch

Việc quản lý, vận hành bể lọc chậm bằng thủ công và nguyên lý bể lọc

chậm có mang lọc để xử lý vỉ sinh do thời gian giữa hai lần rửa bể kéo dai (tir

1 - 3 tháng) Sau mỗi đợt mưa thì phải một thời gian đài chất lượng nước

nguồn mới trở lại như lúc đầu nên hầu như sau khi mưa thì bể lọc chậm khônghoạt động được nữa, tổ quản lý vận hành không sửa chữa kịp thời dẫn đến bẻ

lọc ngừng hoạt động.

Những tồn tại của bể lọc nhanh, bé lọc áp lực:

Bé lọc nhanh, lọc áp lực dé xử lý nước thì việc sử dụng vật liệu lọc vaquan lý, vận hành, bảo dưỡng là rất quan trọng, nó quyết định tới chất lượngnước sau xử lý và tuổi thọ của bể lọc

Với đặc điểm dân cư ở nông thôn nước ta còn nghéo, do vậy tư tưởng và

xu hướng thiết kế xây dung các công trình cấp nước cảng đơn giản và chi phíthấp càng được đồng ý va chấp nhận Chính vi vậy hau hết các công trình xứ

lý đã được xây dựng không tuân theo tiêu chuẩn ngành

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bé lọc, nó đem lại hiệu quả làm

việc và tính kinh tế của quá trình lọc Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổbiến nhất là cát thạch anh tự nhiên, đảm bảo đồng nhất, có độ bén cơ học cao,

‘in định về hoá học Hiệu quả và tuổi tho của bể lọc phụ thuộc nhiều vào chế

độ vận hành và bảo dưỡng công trình, nhất là quá trình rửa lọc Bé lọc trong,công trình cấp nước quy mô nhỏ và hộ gia đình thường được rửa lạc bằng

nước thuần tuý

Mặt khác những người vận hành các công trình cấp nước quy mô nhỏ và

hộ gia đình ít am hiểu về kỹ thuật nên bé lọc ít được thau rửa, bé lọc hoạt

động ngày cảng kém, nhanh xuống cấp, ĐỂ giải quyết vẫn để nêu rên và phù

hợp với hiện trạng cấp nước quy mô nhỏ nhất là ở khu vực nông thôn

thiết phải tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ bể lọc tự rửa cho các

trạm cấp nước quy mô nhỏ va cấp nước hộ hộ gia đình

2.2 Cơ sở thực tiễn

Hiện tại ở Việt Nam chỉ mới có một bộ phận dân cư được tiếp cận với

nguồn cấp nước tập trung, chủ yếu là dan cư đô thi, vùng dan cư tập trung,còn một phẩn không nhỏ dan cư nông thôn, sinh sống phân tán thành từngcụm nhỏ chưa được tiếp cận với nguồn nước sạch tập trung có nhu cầu sử

cdụng các thiết bị lọc nước hợp vệ sinh thuận tiện đơn giản trong quá trình sử

dụng Vì vậy mà nhu cầu sử dụng các thiết bị xử lý nước cắp quy mô nhỏ quy

mô hộ gia đình là rắ

3 Mục đích của đề tài

«Phân tích, đánh giá các loại công trình xử lý nước quy mô nhỏ quy môi

hộ gia đình qua đó tìm ra được các ưu điểm nỗi bật của bể lọc nước ứng dụng công nghệ lọc tự rửa.

« Nghiên cứu, đánh giá, lựa chọn dây chuyển và mô hình ứng dụng công nghệ lọc nước tự rửa trong quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình.

+ Đưa ra tính toán hoàn chính một mô hình ứng dụng lọc tự rửa dùng

cho quy m6 nhỏ quy mô hộ gia đình áp dựng trong điều kiện thực tế

4, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu.

+ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lọc tự rửa trong cấp nước quy môi nhỏ,

© Chế tạo thiết bị cấp nước quy mô nhỏ ứng dụng công nghệ lọc tự rửa

4.2 Phạm vi nghiên cứu:

+ Cấp nước quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình.

+ Công nghệ lọc nước tự rửa.

© Nghiên cứu chế tạo thiết bị lọc ứng dung trong các cụm xử lý nước

cấp quy mô nhỏ và hộ gia đình tại Việt Nam

5 Giá trị khoa học và những đóng góp cũa dé tài

+ Xử lý nước sinh hoạt quy mô nhỏ cải thiện cuộc sống của các hộ dân.

trong khu vực chưa được cung cấp nước sạch tập trung

© Xử lý nước cấp đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt của bộ y tế với chỉ phí

thuận tiện trong quá trình sử dung + Khả năng áp dụng rộng dai trong các khu vực chưa được cấp nước sạch.

Các phương pháp nghiên cứu.

6.1 Phương pháp luận nghiên cứu.

® Phuong pháp tổng hợp lý thuyết.

Phương pháp kế thừa

Phuong pháp chuyên gia

"Phương pháp phân tích thống kê

Phương pháp so sánh.

6.2 Thu thập tài liệu, số liệu.

© Tai liệu về xử lý nước cấp ứng dụng lọc tự rửa.

© Các giáo trình về xứ lý nước cấp, công trình xử lý nước cắp ứng dung lọc tự rửa,

+ Cac hỗ sơ kỹ thuật áp dụng công nghệ lọc tự rửa.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LOC TỰ RUA - CAP

NƯỚC QUY MÔ NHỎ

1.1 Nguồn và tiêu chuẩn cấp nước quy mô nhỏ

Nước dùng trong cấp nước quy mô nhỏ có thé bao gồm các nguồn nước

sau đây:

~ Nguồn nước mưa

~ Nguồn nước ngầm: nước mạch lộ giếng khơi, giếng thấm, giếng khoan

lấy nước ngầm mạch sâu.

- Nguồn nước mặt: nước từ sông, suối, ao, hỗ, từ các hệ thông kênh

mương thủy lợi.

Trong thực tế, tùy từng điều kiện tự nhiên, phong tục tập quán ở từng

vùng, người ta có thể kết hợp sử dụng hai hay nhiều loại nguồn nước trên đây

để cấp nước phục vụ cho các yêu cầu ăn uống sinh hoạt ở quy mô nhỏ

Nước cấp cho ăn uống phai không màu, không mài, không vị, khôngchứa các chất độc hài, các vi trùng và các tác nhân gây bệnh Hàm lượng các.chất hóa tan không được vượt tiêu chuẩn cho phép Các tiêu chuẩn chit lượng.nước dùng cho mục đích sinh hoạt và ăn uống tuân theo Quy chuẩn kỹ thuật

quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn này

quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đổi với nước sử dụng cho mục

đích sinh hoạt thông thường không sử dụng dé ăn uống trực tiếp hoặc dùngcho chế biến thực phẩm tại các cơ sử chế biển thực phẩm Quy chuẩn này apdụng đối với

- Các cơ quan, tổ chức, cá nhân và hộ gia đình khai thác, kinh doanh

nước sinh hoạt, bao gồm cả các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục dich

sinh hoạt có công suất dưc 1.000 m3/ngảy đêm.

- Các cá nhân và hộ gia đình tự khai thác nước dé sử dụng cho mục đích sinh hoạt.

Bang 1.1 Bang giới hạn các chỉ tiêu chất lượng

Giới hạn Mức

Đơn

“Tên chỉ cho độTT) ‘ten | phép Phương pháp thử | ¡ấm

TCVN 6184 - 1996

3 |Độđục” | NTU | 5 | 5 |ds07027- 1990) A

hoặc SMEWW 2130 B

SMEWW 4500CI hoặc

4 | Clo dir ~ | USEPA 300.1 A

Tron Trong| g

si | on” khoản | khoả | TCVN 6492:1999 hoặc |.

bạn | C0hm Mức

¡ | Đơn “

“Tên chỉ om | tối đa cho : độ

TrỊ THÊM Ly phép Phương pháp thir | ấn,

us | Gute | Kove so | 150 | iso 9308 «1.2 1990) | CA

Loom hoặc SMEWW 9222

gen M TCVN6187 - 1,2:1996

hoặc khuẩn

ĐÓ mg | n0 | 20 |SO9308-12-1990)| A

chịu nhiệt | 100ml hoặc SMEWW 9222

Nguồn QCVN 02/2009/BYT, trang 3

1.2 Các loại mô hình cắp nước quy mô ni

1.2.1 Một số mô hình cắp nước quy mô nhỏ sử dựng nguén nước micaViệt Nam có lượng mưa bình quân thuộc loại cao trên thé giới, theo số

liệu thống kê khoảng 1.500 đến 2.500 mm/năm Lượng mưa chủ yếu tập trung

vào mùa mưa ( chiếm tới 85 — 95% tổng lượng mưa), những tháng mùa đông

lượng mưa ít, thường là mưa phùn, không tạo thành ding chảy Trong mùa mưa, mưa phân phối khá đều, tuy nhiên tại các vùng lãnh thổ khác nhau, sự

phân bd mưa có sự khác biệt

Trên cơ sở lượng mưa hang năm và sự phân bố mưa trong năm có thé so

bộ đánh giá được khả năng sử dụng nước mưa để cấp nước cho sinh hoạt và

ăn uống Nước mua dé thu gom, xử lý và sử dụng đơn giản Chỉ phi đầu tư vàcấp nước mưa nhỏ tuy nhiên, việc sử dụng nước mưa còn phụ thuộc vào khả

năng thu nước, điều kiện chứa nước của nhân dân trong khu vực Trong nước

mưa thiếu một số khoáng chất như i6t, flo, cho con người Mặt khác do

không kh

khuẩn gây bệnh trong nước mưa( đặc biệt là trong nước mưa đợt dau) tương

sô mặt phủ bị bụi và vi khuẩn bám dinh, ham lượng cặn và vỉ

đối cao Nước mưa có pH thấp (thường dưới 7,0) Nhiều vùng, do 6 nhiễm

SO2, NO2 nước mưa chứa axit sunfurie và axit nitric him lượng lớn, làm

cho pH nhiều lúc ở mức thấp dưới 6,0

Tir xưa, người dân nông thôn Việt Nam có tập quán thu hứng _ dự trũ

dụng nước mưa Ở những nơi dé hau như mỗi một gia đình đều luôn có sẵn

các dụng cụ chứa nước: bé xây các loại, các cỡ, lu, chum, vai,

Ở các vùng núi cao không có mach nước ngầm, nước mặt hoặc các vùng,

ven biển không có nguồn nước ngọt, thi nước mưa sé là nguồn nước chủ yếu

để cấp nước an sinh hoạt.

Nước mưa được thu hứng từ mái nhà, sân thượng thậm chi là từ các cây

lớn theo máng dẫn vào các bể chứa, lu hoặc chum vai, Uu điểm của các giảipháp cap nước từ nguồn nước mưa là có thé sử dụng vật liệu địa phương từng

hộ gia định có thể áp dụng được

Ở những nơi diện tích mái nha và các công trình không di thì cần xây

dựng thêm các sân thu nước mưa Nước mưa đầu mùa và nước mưa đầu các

trận mưa nói chung có độ nhiễm bin cao cần được xả đi Nếu muốn được sử

dụng cần xử lý làm sạch thích đáng

Nếu đối tượng dung nước là các hộ gia đình có từ 4 đến 6 người thi hợp

lý nhất là thu nước mưa từ mái nhà và có hệ thống máng dẫn vào bể chứanước Có thể xây bế ngằm hoặc nửa nổi, nữa chim khi bể có dung tích I én

nên chia làm nhiều ngăn để tiện cho việ sử dụng và thau rửa

Để có thé thu sau đó là xả hoặc xử lý nước mưa đợt

một công trình nhỏ (xem hình 2.4)

Vat liệu xây dựng bé phổ biển nhất là gạch có thể xây đá hoặc dé bê tông trong những điều kiện riêng của địa phương.

Vị trí bé được xác định bởi phương thức thu hứng _ cách dat máng thu „

ống dẫn nước mưa và quy hoạch chỉ tết của khu din cư vã khuôn viên &

Hình 1.1 Các loại phương tiện thu hay công tình thu, chứa và xử lý nước.

a) Bê xây gạch đá dung tích nhỏ 1-3m”

b) Bê xây gach đá hoặc bê tông cốt thép dung tích lớn hơn 20-30m3

©) Chum đựng nước mưa

đ) Bé lọc và chứa nước mưa

Uụ điểm:

~ Sit dụng các hình thức xử lý nước ding nước mưa có ưu điểm công trình xử lý đơn giảm, thuận tiện phủ hợp với tập quán và điều kiện của người dân nông thôn Giá thành xây dựng công trình xử lý thấp.

"Nhược diém:

~_ Nguồn nước không én định

~_ Quá trình sử dụng nguồn nước sử dụng bể lọc chậm lên phải thường

xuyên kiểm tra bể để thay cát và thau rửa bé Nhiều lúc công trình xử lý lớn tốn diện tích.

1.2.2 Một số mô hình xử lý nước quy mô nhỏ sử dụng nguôn nước mặt

Bén cạnh các tập quần sử dụng nước mưa, tập quán sử dung nước mặt từ

sông, suối, hồ, ao, kênh rạch cũng rất phd biến Từ điều kiện thực trạng của

các loại nguồn nước ở các vùng, nước mặt dù đã bị ô nhiễm, dù không hợp vệ

sinh, rất nhiều nơi vẫn là các nguồn nước chủ lực đảm bảo cuộc sống, sinh

hoạt của hàng chục triệu nông dân Việt Nam.

'Với các loại nguồn nước này thường các công trình xử lý gồm các loại như.sa

+ Cum xứ lý bom tay (hoặc máy) - lọc chậm

Tai các vùng cn lim sạch nước mặt (sông, suối, hỗ, đập ) cho các nhu.cầu sinh hoạt, khi các nguồn nước có hàm lượng cặn nhỏ hon 50mgi, độ màunhỏ hơn 50” có thé sử dụng bom tay (hoặc máy) lọc chậm (hình 2.2)

'Với cấp nước quy mô phân tin (áp dụng cho khi phục vụ cho hộ gia đình

hoặc nhóm hộ gia đình khoảng từ vài người đến vài chục người) bể lọc chậm

sẽ được dùng để xử lý với ưu điểm không phải dùng hóa chất, quan lý vận

hành đơn gián, hiệu quả xử lý cao phủ hợp với điều kiện và tình độ quản lý

của cộng đồng, Nhược điểm của công trình là là chiếm nhiều diện tích vả quá

trình rửa lọc phải làm thủ công không tự động hóa được

Ui điểm:

~ Dé xây dựng và vận hành có thé sử dụng các vật liệu ở địa phương để xây

Trong nhiều trường hợp nguồn nước đục, không bảo đảm được hiệu quả

lâm việc của bể lọc chậm „trước khi đưa nước vio bể lọc chậm _ thường sirdụng bé lọc phá (hay còn gọi là bể lọc sơ bộ hay bể lọc thô)

Bể lọc phá được áp dụng để lọc nước khi có hàm lượng cặn từ 50 tới 250

mg/l

Với lọc pha khi sử dụng vật liệu bằng cát, bể có cấu tao như bẻ lọc chậm

Tuy nhiên cấp phối lớp vat liệu lọc lớn hơn , vật liệu lọc đư ởng kính d= 1-2

mm, chiều day lớp vật liệu từ 0,4 -0,7m và tốc độ lọc từ 2,5 đến 5 m/h

Nước nguồn sau khi lọc phá sẽ có chất lượng phủ hợp với phạm vi hiệuquả của bể lọc chậm và sử dụng bể lọc phá là điều cần hét sức lưu ý Trong

điều kiện nông thôn khó có thé rửa lọc được bể lọc phá bằng phương pháp cơgiới, phần lớn phải rửa thủ công,

L |

ake naar ara PR hong

©) Sơ lắng ~ lọc chậm (mat bằng)

Trong day chuyền này, nước cũng được bơm tay đưa vào lọc nổi sau đó

nước tràn sang ngăn lọc chậm và bể chứa nước sạch BE lọc nổi được rửa

bằng biện pháp thủy lực Nước rửa là nước đã lọc qua lọc ndi phan trên lớpvật liệu lọc va cả phan trên mặt lớp cát của bể lọc chậm

Với điểm mạnh là rửa dễ dang , khi thiết kế lọc phá bằng bể lọc vật liệu

nỗi không cần hạn chế công suất xử lý khi hàm lượng cặn lơ lửng tắt lớn từ

hàng ngàn mg/l có thé sử dụng dây chuyền nay không cần có hỗ sơ lắng,

'Với bể lọc phá sử dụng vật liệu lọc bằng cát, khi ham lượng cặn cao hon

250 mg/l thường phải cho qua lắng sơ bộ dé giảm hàm lượng cặn xuống Sở dinhư vậy vì hàm lượng cặn quá cao nhanh gây bít tắc, giảm chu kỳ lọc, thườngxuyên phải cọ rửa — ma đó là điều gây phiền phức, thậm chí nhiều người quan

lý có lúc không là được

ia điểm:

= Sir dụng lọc sơ bộ bằng vật liệu nỗi cho phép bể lọc chậm có thé xử lý

được nguồn nước có độ đục cao.

~_ Dễ ding xây dựng trong điều kiện nông thôn

Nhược diém:

- _ Công trình xử lý cồng kénh, chiếm nhiều diện tích

~ Qua trình vận hành quản lý phức tạp thường xuyên phải tiến hành rửa

lọc không sẽ gây ra bit tic

nhất lọc sơ bộ có thé là bình lọc bằng cát hoặc bằng lọc nồi, bình thứ hai dùng

cất thạch anh.

xi

serawcatcle a

Hình 1.4 Sơ đồ xứ ly nước dùng bình lọc áp lực da cấp (hình anh áp

dụng cấp nước cho một thôn công suất 3m /h)

~ _ Nhỏ gọn, có thé tận dụng được áp lực dư đẻ đưa nước sau xử ly đến nơi tiêu thụ,

= ˆ Có thể đùng nước thô để rửa lọc không tồn thêm bơm rửa lọc

~ _ Tiết kiệm nhiên liệu

"Nhược diém:

~ ˆ Phải mua hoặc dat gia công theo tiêu chuẩn kỹ thuật về bình áp lực

~ Qué trình vận hành và quản lý người sử dụng phải qua dio tạo.

~_ Giá thành thiết bị vẫn còn cao sơ với quy mô cấp nước nhỏ và hộ gia

đình

© Xử lý nước mặt bằng hệ thong lắng lọc áp lực

Tai các vùng địa hình có suối hoặc đập có điều kiện cấp nước tự chảythường có thé sử dung các thiết bị xử lý nước dùng bình lắng lọc áp lực Nướcthô được châm phèn qua thiết bị lắng lọc áp lực nước sạch sau bình đạt tiêuchuẩn nước sạch Bộ thiết bị lắng nghiêng lọc áp lực do công ty Waseco

nghiên cứu và ứng dụng ở các dự án cấp nước quy mô vừa và nhỏ Thiết bị

lắng ứng dụng công nghệ lắng la men kết hợp với bình lọc áp lực hiệu quả xử

lý rt cao có thể xử lý với ngun nước có độ đục lớn,

hy

Có thé dùng nước thô dé rửa lọc không tốn thêm bơm rửa lọc

“Tiết kiệm nhiên liệu

"Nhược điểm:

Phải mua hoặc đặt gia công theo tiêu chuẩn kỹ thuật về bình áp lực

Quá trình vận hành và quản lý người sử dụng phải qua đảo tạo.

Giá thành thiết bị vẫn còn cao sơ với quy môi

cung cấp (như Vinaconsul) Nước thô vào bể qua ngăn khoay trộn được châm.

phén tạo bông rồi đưa sang bể lắng lamen Nước sau bé lắng đưa sang bể lọc

nhanh, trong cụm bé được hợp khối gồm bơm rửa lọc và bơm định lượng hóa

~ _ Thiết bị được thiết kế nhỏ gọn chiếm ít diện tích

~_ Có thể xử lý được ngồn nước mặt với độ đục cao

~_ Không có thiết bị ứng dụng cho quy mô hộ gia đình.

1.2.3 Một số mô hình xử lý nước quy mô nhỏ sử dụng nguén nước ngamNước ngằm ở Việt Nam khá phong phú về trữ lượng va khá tốt về chấtlượng Đó là nước tồn tại trong các lỗ hong khe nứt của dat đá, được tạo thành.trong giai đoạn trầm tích dat đá hoặc thắm xuống từ các dòng khối nước mặt,nước mưa Nước ngằm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét,thậm chi vai trăm mét Ở nhiều cùng ven núi, bán sơn địa đôi khi nước

ngằm có chất lượng khá tốt xuất ra ngoài, tạo thành những nguồn nước thiên

nhiên quý giá

Chat lượng nước dưới dat nói chung là 1, it có trường hợp bị nhiễm bin

hữu cơ, ở nhiều vùng có thé sử dụng trực tiếp không cần làm sạch

Tuy nhiên, nước ngầm thường có tổng khoáng hóa khá cao, nhiều khi

chứa các chất khí hòa tan, có sắt và mangan Ham lượng sắt cao dao động tirmột vai mg/l cho tới hang chục mg/l Ở nhiều vùng nước ngầm bị nhiễm mặn

hoặc có độ cứng cao.

Mặt khác ở các vùng đồng bằng Bắc Bộ, Nam Bộ chất lượng nước dưới

đất thay đối rất phức tạp do sự xen kế giữa các Ling chứa nước nhạt và nướcmặn, theo diện tích cũng như trên mặt cắt gây khó khăn cho việt tìm kiếm và

khai thác sử dụng.

Một loại nước ngầm tồn tai trong đắt (phạm vỉ từ 1 đến 15m chiều sâu)thực chất là nước mat , thường được gọi là nước ngằm “mach nông” Chấtlượng nước mạch nông ở nhiều vùng khá tốt , nhưng nhiều vùng chất lượng

chỉ hơn nước mặt một chút Nhiễu vùng còn gọi là giếng khơi, giếng thơi hoặc

giếng dio Giải pháp được áp dụng ở các vùng có nguồn nước ngằm nông.phong phú, chất lượng tốt - khi phương pháp khoan tay không thực hiện được

hoặc giải pháp giếng khoan bơm tay nếu thù hiến được cũng không đạt hiệu.qua về một chất lượng và kinh tế.

© Giống ngầm mạch nông

Giéng ngầm mạch nông còn gọi là giếng khơi, giếng thoi hoặc giếng đào

Giải pháp được áp dụng ở các vùng có nguồn nước ngầm nông phong phíchất lượng tốt - khi phương pháp khoan tay không thực hiện được hoặc giải pháp

giếng khoan bơm tay nếu thủ hiển được cũng k hông đạt hiệu qua về một chấtlượng và kinh tế

Giếng khơi thường có đường kính tir 0,8 đến vai mét, được đảo bằngphương pháp thủ công, thành giếng có thể xây bằng gach , đá, dé bê tông cốtthép hoặc không cần xây thành tùy từng điều kiện cụ thé (chỉ xây phần trên dé

bảo vệ)

O những vùng đất đá yếu sẽ sụt lở hoặc cần bảo vệ vệ sinh , để lấy đượchoàn toàn từ đưới đáy người ta thường xây và chít mạch kỹ chống nước mặtthắm ngang vào giếng Các vùng có chiều day ting chứa nước lớn không cd nphải đảo tới hết ting chứa Nước sẽ lấy vào từ đáy giếng

6 đầy những giếng, tại tại tang chứa nước người ta đỗ một lớp vật liệu

đỡ gồm cát soi, đá với kích thước tăng dẫn từ dưới lên trên , thường được gọi

i lớp lọc ngược Tổng chiều đài của lớp lọc thường 1a 0,3 ~ 0,6m.

Khi ting chứa nước mỏng, các giếng được đảo xuyên tới lop đất không

thấm nước Nước chảy vào giếng sẽ được lấy vào từ xung quanh thành giếng,Phần nhận nước thường xây gạchchâm lỗ ở các mạch xây hoặc dùng bê tông có

rồng (hình 2.10).

các

eon

Hình 1.7 Sơ dé cấp nước giếng với bể lọc.a) Giếng khoan nhỏ bơm tay — bể loc'b) Bé lọc nôi kết hợp bể lọc nhanh

Uụ điểm:

- Các công trình xử lý nước ngầm mạch nông tương đối phd biến dễ

«dang xây dựng bằng các vật liệu địa phương.

~ Van hành đơn gián

Một loại công trình đã có từ lâu đời phủ hợp vớ tp quán của nhiều

nông thôn miền Bắc Việt Nam Công trình này hiện nay vẫn còn phù hợp , có.tắc dụng tốt tại cũng thiểu ng và có tập quán lâu đời sử dụng

nước mặt Giếng làng thường xây ở nhiều vị trí riêng biệt, như 6 sân đình, bên

h chùa và được công đồng bảo vệ hết sức nghiêm ngặt về mặt vị

"Trong một số trường hợp hiện nay các cô _ ng trình thu nước kiểu giếng

lãng vẫn được xây dựng , chủ yếu là thu nước thấm tire ác mạch ngang vàogiếng (nước mặt)

Công trình xử lý gắn với giếng làng thường là bể lọc chậm _ Người dân

có tử dụng bơm tay, mic gánh gắn với mang nhà hoặc dùng bơm đi

ai

ống khi có tl ấp nước cho một cụm dan cư nhỏ.

Công trình đơn giản, rẻ tiền dễ huy động cộng đồng, song cũng cần đượccham sóc, quản lý tốt

ig trình xây dựng đơn giản rẻ tiền thông dụng với đa số người

nông thôn,

"Nhược điểm:

~ Do là công trình công cộng nhanh xuống cấp do khâu kiểm tra và thay

rửa vật liệu lọc.

« _ Mé hình xử lý giếng mạch lộ:

Những vùng núi „ ven núi, vùng bán sơn dia đôi khi có những điểm.

nước ngằm chảy thành dòng ra bên ngoài Người ta thường gọi đó là giếngnước mạch lộ, giếng tiên hoặc một số vùng gọi là "giọt nước” Chất lượng,

nước các nguồn nước này thường ưu lượng én định

Hình 1.8 Bé thu nước mạch lộ

Để trở thành các công trình thu nước trong hệ thống cắp nước , nhữngnguồn nước này được xây lại bằng gạch _ đá, bê tông nhằm mục dich tập.trung nước va bảo vệ vệ sinh , sau đó được lắp các thiết bị lấy nước hoặc dẫn

đi tới các nơi dùng (Hình 2.7) Các giếng này thường được kết hợp vớic các

bể lọc chậm hoặc được sử dụng trực tiếp

Uu điểm:

~_ Công trình xây dựng đơn giản rẻ tiền thông dụng với đa số người dân

nông thôn.

Nhược điểm:

= Do li công trình công cộng nhanh xuống cấp do khâu kiểm tra vả thay

rửa vật liệu lọc.

~ Chi phù hợp với những noi có địa hình phủ hợp

«Xử lý nước ngầm bằng giàn mua

Công trình khử sắt được xây bằng gạch hoặc bê tông thường ở không xa

các giếng Quy mô và sự phức tạp của công trình xử lý tùy thuộc vào công

1g khoan khi

ham lượng sắt trong nước không cao (dưới 10mg/I), quá trình xử lý không quá

“a chất lượng nước nguồn Với công trình khử sắt cho gi

khó sẽ không đắt tiền, vẫn cho chất lượng nước sinh hoạt đảm bảo tiêu chuẩn

Đây luôn là phương án rit tốt cho các hệ thống cắp nước

Nước từ giếng khoan được bơm lên qua giàn mưa trước khi vào giản

mưa có thể được châm thêm vôi hoặc xút để nâng độ pH nếu nguồn nước có

độ pH thấp Nước sau khi qua giản mưa xuống qua hạt xúc tác sắt (Aluoat)

xuống bể lắng tiếp xúc hoặc bể lắng (tùy theo chất lượng nguồn nước) nước.sau lắng được đưa qua bể lọc nhanh.( hình 2.12)

Hình 1.9 Hình ảnh công trình sử lý nước ngầm xử dụng giản mưa trong

xử lý nước ngầm cấp nước quy mô nhỏ

Un điểm:

-_ Công trình xây dựng xử lý nước dùng giàn mưa xử lý tốt nguồn nước

có hàm lượng sắt đưới 10mg/l, quá trình xử lý không quá khó và đắttiến

= Quản lý van hành đơn giản

“Nhược điểm:

~ _ Công trình công kénh chiếm nhiều diện tích

~_ Phải thường xuyên kiểm tra và thay rửa cát lọc

© _ Xử lý nước ngẫm tháp cao tải hợp khối với bễ lắng loc

Nước thô từ trạm bơm được bơm qua bình tách khí để oxy hoá sắt sau đó

ty chảy đến các thiết bị lắng, lọc Hàm lượng Fe, Mn, cặn lơ lửng sẽ được giữ.tại đây Nước sau lọc tự chảy đến bể chứa rồi bơm đến các hộ sử dụng nước

Hình 1.10 Sơ để dây chuyển thiết bị xử lý nước ngằm dùng tháp cao tải

Ui điểm:

~ _ Công trình được gia công bing thép nhỏ gon, lắp đặt thuận tiện

~ _ Quản lý vận hành đơn giản

"Nhược điểm:

~_ Phải tiến hành kiểm tra rủa lọc thường xuyên

- _ Giá thành vẫn còn cao so với cấp nước quy mô nhỏ và hộ gia đình

1.3 So sánh các loại công nghệ lọc trong cấp nước quy mô nhỏ

ing tồn tại của bé lọc chậm trong cấp nước quy mô nhỏ:

quan lý, vận hành bể lọc chậm bằng thủ công và nguyên lý bể lọc

ìm có mảng lọc để xử lý vi sinh do thời gian giữa hai lần rửa bể kéo dai (tir

1 - 3 thing) Sau mỗi đợt mưa thi phải một thời gian dài chất lượng nước

nguồn mới trở lại như lúc đầu nên hầu như sau khi mưa thi bể lọc chậm không.hoạt động được nữa, tổ quản lý vận hành không sửa chữa kịp thời dẫn đến bẻ

lọc ngừng hoạt động.